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Forschungsprojekt zu vernetzten Hartschaumplatten

Hartschaumplatten aus Phenolharz eignen sich aufgrund ihrer hohen Belastbarkeit seht gut zur stabilen Befestigung von Photovoltaikanlagen auf Dächern. Foto: Krauss Maffei

Krauss Maffei beteiligt sich an Forschungsprojekt zur Herstellung von vernetzten Hartschaumplatten mit einem speziell konfigurierten Zweischneckenextruder.

Als assoziierter Partner unterstützte Krauss Maffei zusammen mit fünf weiteren Partnern ein vom BMWI gefördertes Forschungsprojekt zur Entwicklung einer geschlossenen Wertschöpfungskette für vernetzte Hartschaumplatten. Das Verbundprojekt deckt alle Bereiche von der Herstellung über Planung, Bau, Betrieb bis zum Recycling duroplastischer Phenol-Hartschäume ab. Die geschäumten Platten eignen sich hervorragend als lastabtragende Wärmeverbundbauteile im Gebäudebau, zum Beispiel zur Montage von Solarmodulen oder Klimaanlagen auf Dächern oder zur Montage von Fenstern, Geländern oder Markisen an der Fassade.

Zweischneckenextruder mit abgestimmter Prozessführung

Energieeffiziente Phenol-Hartschaumplatten zeichnen sich mit einer geringen Dichte bei hoher mechanischer Stabilität, geringer Wärmeleitfähigkeit und guten Brandeigenschaften aus. Foto: Krauss Maffei

Im Rahmen des Projekts ist es dem Extrusionsbereich von Krauss Maffei gelungen, die Phenol-Formmassen-Rezeptur auf die Prozessführung abzustimmen, um Platten mit einer geringen Dichte bei hoher mechanischer Stabilität, geringer Wärmeleitfähigkeit und guten Brandeigenschaften auf einem gleichlaufenden Zweischneckenextruder herzustellen.

Forschungsprojekt macht hervorragende Brandeigenschaften möglich

„Die hervorragenden Brandeigenschaften der neuen duroplastischen Schaumplatten sind etwas Besonderes“ erklärt Andreas Madle, Verfahrensingenieur im Bereich Verfahrenstechnische Entwicklung und Projektverantwortlicher bei Krauss Maffei. Das neue Material ist bereits ohne den Einsatz zusätzlicher Flammschutzmittel sehr schwer entflammbar und damit der Brandschutzklasse B1 zugeordnet.

Speziell konfigurierter Extruder hält die Vernetzung unter Kontrolle

Ein speziell an den Prozess angepasster Zweischneckenextruder ZE 42 Blue Power von Krauss Maffei hält die Vernetzung im Extruder unter Kontrolle. Foto: Krauss Maffei

Für die Herstellung der 50 mm-dicken Schaumplatten kam der Zweischneckenextruder ZE 42 Blue Power im Technikum von Krauss Maffei in Hannover zum Einsatz. Dieser wurde verfahrenstechnisch exakt an die Anforderungen des Materials angepasst. „Die Herausforderung bestand darin, die Vernetzung im Extruder unter Kontrolle zu halten und Totzonen zu vermeiden“, betont Andreas Madle.

Gelungen ist dies durch eine scherarme Schneckengeometrie, niedrige Verarbeitungstemperaturen von 100 bis 120 °C sowie die Fertigung einer Schneckenkuppe mit einem sehr geringen freien Volumen. Endprodukt ist ein Duroplast-Schaum mit einer Dichte von rund 800 kg/m3 und einer guten Wärmeleitfähigkeit von 0,12 W/mK.

Vernetzte Hartschaumplatten mit hoher mechanischer Stabilität

Die im Forschungsprojekt untersuchten Phenol-Hartschaumplatten erlauben eine stabile Befestigung von Solarmodulen oder Klimaanlagen auf Dächern. Foto: Krauss Maffei

„Es ist uns bewusst, dass unser Schaum im Vergleich zu einem thermoplastischen Schaum wie beispielsweise EPS, der durchaus Dichten von unter 30 kg/m3 erreichen kann, schwer ist“, gibt Andreas Madle zu und schränkt ein: „Direkt vergleichen lassen sich die beiden Schaumprodukte jedoch nicht: Die Anwendung ist eine ganz andere, da der neue Schaum unter anderem als Isolationsmaterial für belastete Anwendungen gedacht ist und aus der höheren mechanischen Stabilität zwangsläufig eine höhere Dichte resultiert.“

Darüber hinaus ist der Verfahrensingenieur sicher, dass sich die Dichte des Phenolharz-Schaumes in folgenden F+E-Projekten weiter reduzieren lässt.

Die weiteren Projektpartner waren die Unternehmen Hexion GmbH (Phenolharze), Ejot Baubefestigungen GmbH (Befestigungslösungen für das Baugewerbe), Schöck Bauteile GmbH (lasttragende Isolationbauteile), Robert Bosch GmbH (verschiedenste Produkt- und Konsumgüter) sowie der Projektkoordinator, die TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Professur Kunststoffe.

gk

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